Was ist der Schneidmechanismus von flachen Hartmetall-Schneidwerkzeugen?

Hallo! Als Lieferant von flachen Hartmetall-Schneidwerkzeugen werde ich oft nach dem Schneidmechanismus dieser raffinierten Werkzeuge gefragt. Deshalb dachte ich, ich würde mich eingehend mit diesem Thema befassen und einige Erkenntnisse mit Ihnen allen teilen.

Lassen Sie uns zunächst darüber sprechen, was flache Hartmetall-Schneidwerkzeuge sind. Diese Werkzeuge bestehen aus Hartmetall, einem superharten Material aus Kohlenstoff und einem Metall wie Wolfram. Sie sind bekannt für ihre Langlebigkeit, hohe Hitzebeständigkeit und ihre Fähigkeit, eine Vielzahl von Materialien zu durchschneiden, von Metallen bis hin zu Kunststoffen.

Der Schneidmechanismus flacher Hartmetall-Schneidwerkzeuge basiert auf dem Prinzip der Scherung. Wenn das Werkzeug mit dem Werkstück in Kontakt kommt, üben die scharfen Kanten des Hartmetalleinsatzes eine Kraft aus, die dazu führt, dass sich das Material verformt und schließlich in kleinen Spänen abbricht. Dieser Vorgang ähnelt dem Schneiden von Papier mit einer Schere, jedoch in einem viel kleineren und präziseren Maßstab.

Lassen Sie uns den Schneidvorgang in einige wichtige Schritte unterteilen:

1. Engagement

Der erste Schritt besteht darin, dass das Schneidwerkzeug das Werkstück berührt. Dabei spielen Form und Design des flachen Hartmetall-Schneidwerkzeugs eine entscheidende Rolle. Zum Beispiel ein2-schneidiger Flachfräserist mit zwei Schneidkanten ausgestattet, die beginnen, sich in das Material einzugraben. Der Winkel, in dem sich das Werkzeug dem Werkstück nähert, der sogenannte Spanwinkel, beeinflusst, wie leicht das Werkzeug in das Material eindringen kann. Ein positiver Spanwinkel bedeutet, dass die Schneidkante so abgewinkelt ist, dass sie sanfter in das Material schneidet und die erforderliche Schneidkraft verringert.

2. Verformung

Sobald das Werkzeug in Eingriff ist, beginnt sich das Material vor der Schneidkante zu verformen. Diese Verformung ist eine Kombination aus elastischer und plastischer Verformung. Eine elastische Verformung ist so, als ob man ein Gummiband dehnt und es wieder in seine ursprüngliche Form zurückkehrt. Mit zunehmender Schnittkraft erreicht das Material jedoch seine Streckgrenze und erfährt eine plastische Verformung. Dies bedeutet, dass es nicht in seine ursprüngliche Form zurückkehrt und anfängt, die Schneidkante zu umfließen.

3. Spanbildung

Während sich das Material weiter verformt, bricht es schließlich in Form von Spänen vom Werkstück ab. Die Art des entstehenden Spans kann uns viel über den Schneidprozess verraten. Es gibt verschiedene Arten von Chips, z. B. kontinuierliche Chips, segmentierte Chips und diskontinuierliche Chips. Beim Schneiden von duktilen Materialien wie Aluminium entstehen normalerweise kontinuierliche Späne. Diese Chips sind lang und bandartig. Segmentierte Späne kommen beim Schneiden von Materialien mit mittlerer Duktilität häufiger vor und sehen aus wie eine Reihe verbundener Segmente. Beim Schneiden spröder Materialien wie Gusseisen entstehen diskontinuierliche Späne, die in kleine Stücke zerbrechen.

4. Scheren

Der eigentliche Schneidvorgang ist hauptsächlich ein Schervorgang. Die Schneide des flachen Hartmetallwerkzeugs wirkt wie eine Klinge und übt eine Scherkraft auf das Material aus. Die Scherebene ist der Bereich, in dem das Material geschnitten wird. Der Winkel dieser Scherebene, Scherwinkel genannt, wird von Faktoren wie dem Spanwinkel des Werkzeugs, der Schnittgeschwindigkeit und den Eigenschaften des Werkstückmaterials beeinflusst. Ein größerer Achswinkel bedeutet im Allgemeinen weniger Schnittkraft und eine bessere Spanbildung.

5. Wärmeerzeugung

Schneiden ist ein Prozess, der viel Wärme erzeugt. Zu dieser Hitze tragen die Reibung zwischen Werkzeug und Werkstück sowie die Verformung des Materials bei. Flache Hartmetall-Schneidwerkzeuge sind aufgrund ihrer hohen Hitzebeständigkeit hervorragend hitzebeständig. Übermäßige Hitze kann jedoch dennoch zu Problemen wie Werkzeugverschleiß und Schäden an der Werkstückoberfläche führen. Aus diesem Grund wird während des Schneidvorgangs häufig Kühlmittel verwendet, um die Temperatur zu senken und die Schneidleistung zu verbessern.

6. Werkzeugverschleiß

Mit der Zeit beginnt sich das Schneidwerkzeug abzunutzen. Es gibt verschiedene Arten von Werkzeugverschleiß, wie Freiflächenverschleiß, Kolkverschleiß und Spitzenverschleiß. Freiflächenverschleiß tritt auf der Seite der Schneidkante auf, die das Werkstück berührt. Kraterverschleiß entsteht an der Spanfläche des Werkzeugs, wo die Späne hinübergleiten. Nasenverschleiß wirkt sich auf die Spitze des Werkzeugs aus. Das Verständnis des Schneidmechanismus hilft uns, den Werkzeugverschleiß vorherzusagen und zu steuern. Durch die Anpassung der Schnittparameter wie Schnittgeschwindigkeit, Vorschub und Schnitttiefe können wir beispielsweise den Werkzeugverschleiß reduzieren und die Lebensdauer des Werkzeugs verlängern.

Lassen Sie uns nun über einige der verschiedenen Arten flacher Hartmetall-Schneidwerkzeuge sprechen und darüber, wie sich ihre Schneidmechanismen unterscheiden können.

Hartmetall-Schaftfräserwerden häufig in Bearbeitungsvorgängen eingesetzt. Sie sind in verschiedenen Flötenkonfigurationen erhältlich, z. B. 2 Flöten, 3 Flöten, 4 Flöten und mehr. Die Anzahl der Spannuten beeinflusst die Schneidleistung. Zum Beispiel ein65HRC 4-schneidiger Flachschaftfräserist für Materialien mit hoher Härte konzipiert. Die vier Spannuten sorgen für mehr Schneidkanten, wodurch die Materialabtragsleistung erhöht werden kann. Allerdings benötigen sie im Vergleich zu einem 2-Schneiden-Schaftfräser auch mehr Strom und können mehr Wärme erzeugen.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass der Schneidmechanismus flacher Hartmetall-Schneidwerkzeuge ein komplexer, aber faszinierender Prozess ist. Dabei handelt es sich um eine Kombination aus mechanischen Kräften, Materialverformung und Wärmeentwicklung. Als Lieferant weiß ich, wie wichtig es ist, qualitativ hochwertige Werkzeuge bereitzustellen, die diesen Schneidprozess optimieren. Ganz gleich, ob Sie eine kleine Werkstatt oder einen großen Produktionsbetrieb betreiben: Die richtigen flachen Hartmetall-Schneidwerkzeuge können einen großen Unterschied in Ihrer Produktivität und der Qualität Ihrer Produkte machen.

Wenn Sie mehr über unsere flachen Hartmetall-Schneidwerkzeuge erfahren möchten oder Fragen zum Schneidmechanismus haben, können Sie sich gerne an uns wenden. Wir freuen uns immer über ein Gespräch und helfen Ihnen dabei, die besten Tools für Ihre spezifischen Anforderungen zu finden. Lassen Sie uns ein Gespräch beginnen und herausfinden, wie wir gemeinsam Ihre Bearbeitungsvorgänge verbessern können.

Referenzen

• Trent, EM, & Wright, PK (2000). Metallschneiden. Butterworth-Heinemann.
• Kalpakjian, S. & Schmid, SR (2009). Fertigungstechnik und Technologie. Pearson Prentice Hall.